西门子连接电缆6SL3060-4AC50-0AA0

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PLC控制取代继电器控制已是大势所趋，如果用PLC改造继电器控制系统，根据原有的继电器电路图来设计梯形图显然是一条捷径。这是由于原有的继电器控制系统经过长期的使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能，而继电器电路图又与梯形图有很多相似之处，因此可以将继电器电路图经过适当的“翻译"，从而设计出具有相同功能的PLC梯形图程序，所以将这种设计方法称为“移植设计法"或“翻译法"。

在分析PLC控制系统的功能时，可以将PLC想象成一个继电器控制系统中的控制箱。PLC外部接线图描述的是这个控制箱的外部接线，PLC的梯形图程序是这个控制箱内部的“线路图"，PLC输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部联系的“中间继电器"，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统。

我们可以将输入继电器的触点想象成对应的外部输入设备的触点，将输出继电器的线圈想象成对应的外部输出设备的线圈。外部输出设备的线圈除了受PLC的控制外，可能还会受外部触点的控制。用上述的思想就可以将继电器电路图转换为功能相同的PLC外部接线图和梯形图

1．分析原有系统的工作原理 

了解被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。

2．PLC的I/O分配 

确定系统的输入设备和输出设备，进行PLC的I/O分配，画出PLC外部接线图。

3．建立其它元器件的对应关系 

确定继电器电路图中的中间继电器、时间继电器等各器件与PLC中的辅助继电器和定时器的对应关系。

以上（2）和（3）两步建立了继电器电路图中所有的元器件与PLC内部编程元件的对应关系，对于移植设计法而言，这非常重要。在这过程中应该处理好以几个问题：

1）继电器电路中的执行元件应与PLC的输出继电器对应，如交直流接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯等；

2）继电器电路中的主令电器应与PLC的输入继电器对应，如按钮、位置开关、选择开关等。热继电器的触点可作为PLC的输入，也可接在PLC外部电路中，主要是看PLC的输入点是否富裕。注意处理好PLC内、外触点的常开和常闭的关系。

3）继电器电路中的中间继电器与PLC的辅助继电器对应；

4）继电器电路中的时间继电器与PLC的定时器或计数器对应，但要注意：时间继电器有通电延时型和断电延时型两种，而定时器只有“通电延时型"一种。

4．设计梯形图程序 

根据上述的对应关系，将继电器电路图“翻译"成对应的“准梯形图"，再根据梯形图的编程规则将“准梯形图"转换成结构合理的梯形图。对于复杂的控制电路可划整为零，*行局部的转换，最后再综合起来。

5．仔细校对、认真调试 

对转换后的梯形图一定要仔细校对、认真调试，以保证其控制功能与原图相符

1．卧式镗床继电器控制系统分析

如图5-51所示为某卧式镗床继电器控制系统的电路图，包括主电路、控制电路、照明电路和指示电路。镗床的主轴电机M1是双速异步电动机，中间继电器KA1和KA2控制主轴电机的起动和停止，接触器KM1和KM2控制主轴电机的正反转，接触器KM4、KM5和时间继电器KT控制主轴电机的变速，接触器KM3用来短接串在定子回路的制动电阻。SQ1、SQ2和SQ3、SQ4是变速操纵盘上的限位开关，SQ5和SQ6是主轴进刀与工作台移动互锁限位开关，SQ7和SQ8是镗头架和工作台的正、反向快速移动开关。

图5-51  卧式镗床的继电器控制电路

2．画PLC外部接线图

改造后的PLC控制系统的外部接线图中，主电路、照明电路和指示电路同原电路不变，控制电路的功能由PLC实现，PLC的I/O接线图如图5-52所示。

图5-52  卧式镗床PLC控制系统I/O接线图

3．设计梯形图

根据PLC的I/O对应关系，再加上原控制电路（图5-51）中KA1、KA2和KT分别与PLC内部的M300、M301和T0相对应，可设计出PLC的梯形图如图5-53所示。

图5-53  卧式镗床PLC控制系统的梯形图

设计过程中应注意梯形图与继电器电路图的区别。梯形图是一种软件，是PLC图形化的程序，PLC梯形图是串行工作的，而在继电器电路图中，各电器可以同时动作（并行工作）。

    移植设计法主要是用来对原有机电控制系统进行改造，这种设计方法没有改变系统的外部特性，对于操作工人来说，除了控制系统的可靠性提高之外，改造前后的系统没有什么区别，他们不用改变长期形成的操作习惯。这种设计方法一般不需要改动控制面板及器件，因此可以减少硬件改造的费用和改造的工作量

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1．PLC程序的内容

PLC应用程序应最大限度地满足被控对象的控制要求，在构思程序主体的框架后，要以它为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序。经过不断他调整和完善。使程序能完成所要求的控制功能。另外，PLC应用程序通常还应包括以下几个方面的内容：

（1）初始化程序  在 PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作。其作用是为启动作必要的准备，并避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容为：将某些数据区、计数器进行清零；使某些数据区恢复所需数据；对某些输出量置位或复位；显示某些初始状态等等。

（2）检测、故障诊断、显示程序  应用程序一般都设有检测、故障诊断和显示程序等内容。这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。它们也可以是相对独立的程序段。

（3）保护、连锁程序  各种应用程序中，保护和连锁是的部分。它可以杜绝由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，保证系统的运行更安全、可靠。因此要认真考虑保护和连锁的问题。通常在PLC外部也要设置连锁和保护措施。

2．PLC程序的质量

对同一个控制要求，即使选用同一个机型的PLC，用不同设计方法所编写的程序，其结构也可能不同。尽管几种程序都可以实现同一控制功能，但是程序的质量却可能差别很大。程序的质量可以由以下几个方面来衡量：

（1）程序的正确性  应用程序的好坏，最根本的一条就是正确。所谓正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验，离开这一条对程序所做的评价都是没有意义的。

（2）程序的可靠性好  好的应用程序可以保证系统在正常和非正常（短时掉电再复电、

某些被控量超标、某个环节有故障等）工作条件下都能安全可靠地运行，也能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该动作的按钮）等情况下不至于出现系统控制失误。

（3）参数的易调整性好  PLC控制的优越性之一就是灵活性好，容易通过修改程序或参数而改变系统的某些功能。例如，有的系统在一定情况下需要变动某些控制量的参数（如定时器或计数器的设定值等），在设计程序时必须考虑怎样编写才能易于修改。

（4）程序要简练  编写的程序应尽可能简练，减少程序的语句，一般可以减少程序扫描时间，提高PLC对输入信号的响应速度。当然，如果过多地使用那些执行时间较长的指令，有时虽然程序的语句较少，但是其执行时间也不一定短。

（5）程序的可读性好  程序不仅仅给设计者自己看，系统的维护人员也要读。另外，为了有利于交流，也要求程序有一定的可读性